三聚氰胺甲醛树脂泡沫的研究.docx

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三聚氰胺甲醛树脂泡沫的研究

三聚氰胺甲醛树脂泡沬的研究

学位论文完成曰期指导教师签字答辩委员会成员签字

Y2039845

三聚氰胺甲醛树脂泡沬的研究摘要

本文通过三聚氰胺和甲醛溶液在碱性环境下反应制备三聚氰胺甲醛树脂。

通过调节树脂合成的条件，制备出适合发泡的蜜胺树脂。

选择树脂粘度为75~115Pa-s,固含量在58.2%~59.7%,7（TC时发泡。

试验结果表明，蜜胺泡沫的密度随着甲酸、

正戊烷和op-10用量的增加先减小后增加，发泡效果先变好然后变差。

MF（三聚氰胺甲醛树脂）泡沫具有良好的阻燃性。

MF泡沫的导热系数随着密度的增加先增大后减小，随着温度的增加而增加；MF泡沫的比热随着泡沬密度的增大而减小，随着温度的升髙而增大。

MF泡沫具有良好的热稳定性。

MF泡沫在氮气气氛下和空气气氛下只有一个大的分解峰，失重峰温随着升温速率的提髙而提高。

MF泡沫在氮气下的热分解活化能在130.22〜772.59KJ/mo丨之间，MF泡沫降解峰反应级数的n为0.942。

MF泡沫在氮气下的热分解活化能在92.79〜912.05kJ/mo丨之间,MF泡沫降解峰反应级数的n为0.919,

三聚氰胺和甲醛溶液在碱性环境下反应制备三聚氰胺甲醛树脂，然后在一定条件下脱水，然后加入多元醇、表面活性剂和异氰酸酯来制备聚氨酯改性蜜胺发泡。

试验结果表明，MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）改性蜜胺泡沫的泡孔结构最均匀，泡孔尺寸最小，MDI改性泡沫塑料的密度和IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）改性蜜胺泡沫的密度随着多元醇用量的增加而逐渐减小。

多元醇用量在30%以内时MDI改性泡沫有一定的阻燃性aMDI改性蜜胺泡沫的热稳定性最好。

计算泡沫的热降解活化能，结果表明随着多元醇用量的增加，TDI（甲苯二异氰酸酯）改性三聚氰胺泡沫的热稳定性降低。

试样MDI>40的热稳定性优于试样TDI-40；试样TDI-20的热稳定性优于试样MDI-20。

关键词：

三聚氰胺甲醛树脂；泡沫；聚氨酯；热稳定性；阻燃

THERESEARCHOFMELAMINE-FORMALDEHYDEFOAM

ABSTRACT

Inthispaper,melamine-formaldehydcresinwaspreparedbymeiamineandformaldehydesolutionintheconditionofalkaline.Theresinwaspreparedbychangingtheconditionsofsynthesizingresinforfoaming.Theresinwasfoamingat70*Cwhenviscosityis75〜115Pa-s,solidcontentis58.2%~59.7%.Theresultisasfollowing:

withtheamountofformicacid、n-pentane、andop-10increasing,thedensityofMFfoamdecreasesandthenincreases,theeffectoffoaminggetsbetterandthenworse;MFfoamhasgreatflameretardant.ThethermalconductivityofMFfoamincreasesandthendecreaseswiththedensityincreasing;decreasingasthetemperatureincreasing.

MFfoamhasgreatthermalstability.ThethermaldecompositionofMFfoamhasonlyalargepeakinnitrogenatmosphereandinairatmosphere.Thepeaktemperatureofweightlossincreaseswiththeincreaseofheatingrate.TherangeofthethermalactivationenergyofMFfoamdecompositioncanbefrom130.22KJ/molto772.59KJ/molinnitrogenatmosphere,thereactionorderofpeakdecompositionMFfoamis0.942.Therangeinairatmosphereisfrom92.79KJ/molto912.05KJ/mol,thereactionorderis0.919.

Melamine-formaldehyderesinwaspreparedbymeiamineandformaldehydesolutionintheconditionofalkaline,thendehydrated.WeputpolyoKsurfactantandisocyanateintoMFresintoprepareMFfoammodifiedbypolyurethane.ThecellstructureofMFfoammodifiedbyMDIisthemostuniform;hasthesmallestcellsize.ThedensityofMFfoammodifiedbyMDIandIPDIgraduallydecreaseswiththeincreaseoftheamountofpolyol.ThefoamcrosslinkedbyMDIhassomeflameretardantandhasthebestthermalstability.

TheactivationenergyofthermaldegradationofMFfoammodifiedbypolyurethanewascalculated.Theresultsshowthatwiththeincreaseoftheamountofpolyol,thethermalstabilityofMFfoammodifiedbyTDIdecreased.ThethermalstabilityofMDMOisbetta*thanthethermalstabilityofTDI-40,thethermalstabilityofTDI-20isbetterthanthethermalstabilityofMDI-20.

KEYWORDS：

melamine-formaldehyderesin;foam;polyurethane;thermal

靑岛科技大学研究生学位论文

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stability;flameretardant

目录

第I章绪论 I

1.1三聚氟胺甲醛树脂概述 I

1.1.1三聚氰胺甲醛树脂的合成原理 I

1.1.2树脂的合成和固化过程 I

1.1.2.1树脂的形成和固化特征 I

1.1.2.2树脂形成和固化过程的历程 2

1.1.3三聚氰胺甲醛树脂的应用 3

1.1.4三聚氰胺甲醛树脂研究进展 3

1.2泡沫材料概述 5

1.2.1聚合物发泡材料的定义 5

1.2.1.1气体结构单元概念 5

1.2.1.2开孔结构和闭孔结构 5

1.2.1.3泡孔构型 6

1.2.2发泡成型基础理论 6

1.2.2.1聚合物/气体溶液的体系的形成 6

1.2.2.2泡孔成型机理 6

1.2.2.3气泡生长理论 7

1.2.2.4泡体固化及其非稳定过程 7

1.3表面活性剂的起泡和稳泡作用 7

1.3.1表面活性剂的起泡性和稳泡性 8

1.3.1.1表面活性剂的起泡性 8

1.3.1.2表面活性剂的稳泡性 8

1.3.2影响表面活性剂稳泡性的因素 8

1.3.2.1界面张力 8

1.3.2.2界面膜的性质 8

1.3.2.3表面活性剂的自修复作用 9

1.3.2.4泡内的气体扩散 10

1.3.2.5表面活性剂的分子结构 10

1.4蜜胺泡沫国内外研究进展 11

1.5聚氨酯发泡研究进展 12

1.6酚醛树脂改性及其泡沫改性研究进展 13

1.7选题背景和意义 16

三聚氰胺甲醛树脂泡沫的研究

1.8本文主要研究内容 16

第2章实验方法 17

2.1主要原料 17

2.2主要仪器及设备 18

2.3测试方法 18

2.3.1树脂固含量测试 19

2.3.2树脂粘度测试方法 19

2.3.3DSC曲线 19

2.3.4泡沫表观密度的测试方法 19

2.3.5泡沬压缩强度的测定 19

2.3.6泡沫内部结构的表征 19

2.3.7导热系数的测试方法 19

2.3.8阻燃性能测试方法 19

2.3.9热失重测试方法 19

第3章三聚氰胺甲醛树脂泡沬制备的研究 21

3.1前言 21

3.2^ 21

3.3树脂合成时间的确定 21

3.4树脂的固化过程 22

3.5树脂的理化性能对三聚氰胺甲醛树脂泡沫体性能的影响 23

3.5.1粘度对三聚氰胺甲醛树脂泡沫体得影响 23

3.5.2固含量对三聚氰胺甲醛树脂泡沫体得影响 24

3.6发泡条件对泡沫的影响 25

3.6.1发泡温度对泡沫的影响 25

3.6,2固化剂对泡沫性能影响 25

3.6.2.1固化剂对树脂发泡性能的影响 25

3.6.2,2固化剂对泡沫结构的影响 26

3.6.3发泡剂对泡沫性能影响 28

3.6.3.1发泡剂对树脂发泡性能的影响 28

3.6.3.2发泡剂对泡沫结构的影响 29

3.6.4表面活性剂对泡沫性能影响 30

3.6.4.1表面活性剂对泡树脂发泡的影响 30

3.6.4.2表面活性剂对泡孔结构的影响 31

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青岛科技大学研究生学位论文

3.7蜜胺泡沫的压缩强度 33

3.8蜜胺泡沫的阻燃性能 33

3.9三聚氰胺甲醛树脂泡沫的热导性能 34

3.10蜜胺泡沫的耐热性能 35

3.11三聚氰胺甲醛树脂泡沫的热分解动力学 36

3.11.1氮气气筑下三聚氰胺甲醛树脂泡沫的热分解行为的研究 36

3.11.1.1升温速率对三聚氰胺甲醛树脂泡沫热降解过程的影响 36

3.11.1.2三聚氰胺甲醛树脂泡沫热降解动力学分析 38

3.11.2空气气氛下三聚氰胺甲醛树脂泡沫的热分解行为的研究 42

3.11.2.1升温速率对三聚氰胺甲醛树脂泡沫热降解过程的影响 43

3.11.2.2三聚氰胺甲醛树脂泡沫热降解动力学分析 44

3.12^ 48

第4章聚氨酯改蜜胺泡沬的研究 50

4.1魏 50

4.2实验原理 50

4.3泡沫稳定剂用量对聚氨酯改性蜜胺泡沫塑料的影响 50

4.4聚氨酯改性蜜胺泡沫塑料泡孔结构 54

4.5聚氨酯改性蜜胺泡沫塑料表观密度 56

4.6聚氨酯改性蜜胺泡沫塑料燃烧性能 56

4.7.1异氰酸酯种类对聚氨酯改性蜜胺泡沫塑料热稳定性的影响 57

4.7.2多元醇用量对聚氨酯改性蜜胺泡沫塑料热稳定性的影响 59

4.8聚氨酯改性蜜胺泡沫塑料导热系数 60

4.9聚氨酯改性泡沫的热降解行为 61